DE19943404A1 - Verfahren zum Betrieb eines MR-Tomographiegeräts - Google Patents

Abstract

Das MR-Tomographiegerät ermittelt aufgrund einer vom Benutzer vorgegebenen spezifischen diagnostischen Fragestellung im Untersuchungsobjekt anatomische Landmarken. Aufgrund dieser Landmarken werden Meßparameter für nachfolgende MR-Messungen festgelegt.

Description

Bislang erfolgt die Durchführung einer Magnetresonanz(MR)- Untersuchung interaktiv. Zu Beginn der Untersuchung werden Übersichtsbilder aufgenommen. Basierend auf diesen Über­ sichtsbildern werden dann die zu untersuchenden Schichten/Vo­ lumen definiert. Bei vielen Untersuchungen werden auch Sätti­ gungsschichten festgelegt, um z. B. Artefakte durch Fettgewebe zu vermeiden. Auch diese Sättigungsschichten werden vom Be­ diener des Geräts aufgrund der in den Übersichtsbildern zu sehenden anatomischen Details festgelegt. Vielfach kommt es vor, daß aufgrund der Übersichtsbilder die zu messenden Schichten und die Sättigungsschichten sowie weitere Bildpara­ meter noch nicht ausreichend festgelegt werden können. Daher muß üblicherweise während der gesamten Untersuchungszeit eine Person ausschließlich zur Bedienung des Geräts zur Verfügung stehen. Diese Person kann typischerweise für die Untersu­ chungszeit keine anderen Aufgaben wahrnehmen.

An die Qualifikation des Bedieners werden hohe Anforderungen gestellt, da der diagnostische Aussagegehalt der erhaltenen Aufnahmen stark von der Positionierung der zu messenden Schichten und der ggf. erforderlichen Sättigungsschichten so­ wie von anderen einzustellenden Parametern (Schichtdicke, Zahl der Schichten, Abstand zwischen den Schichten, Betrach­ tungsfenster, Größe der Meßmatrix usw.) abhängt.

Diese Aufgabe wird zwar etwas erleichtert durch die Zurverfü­ gungstellung vorbereiteter Meßprotokolle, die bereits Vorein­ stellungen enthalten. Typischerweise sind dabei Bildparame­ ter, wie Matrixgröße, Art der Pulssequenz, Repetitionszeit etc. vorgegeben. Die Anpassung dieser vorbereiteten Meßproto­ kolle an einen speziellen Untersuchungsfall erfordert trotz­ dem die Eingabe einer Vielzahl von Parametern, die eine In­ teraktion eines speziell geschulten und erfahrenen Bedieners während der gesamten Meßzeit erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, das den Betrieb eines MR-Tomographiegeräts vereinfacht und Interaktionen des Bedieners während des Meßablaufs weitgehend überflüssig macht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Bei einem derartigen Verfahren muß der Be­ nutzer für Standarduntersuchungen nur die diagnostische Fra­ gestellung vorgeben und dann läuft der gesamte Meßvorgang selbständig ab. Für Standarduntersuchungen kann sich daher der Bediener während der Meßzeit anderen Aufgaben widmen, z. B. ein zweites MR-Gerät betreiben. Zumindest für Standard­ messungen werden an den Bediener geringere Anforderungen ge­ stellt.

Besonders vorteilhaft läßt sich das Verfahren einsetzen, wenn sich die Fragestellung auf ein bestimmtes Organ bezieht, des­ sen Lage und Ausdehnung im Untersuchungsobjekt von dem MR- Gerät aufgrund eines Vergleichs einer Übersichtsaufnahme mit gespeicherten Mustern ermittelt wird. Damit können die für das abzubildende Organ optimalen Meßparameter von dem MR- Tomographiegerät selbsttätig ermittelt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Diese Figur zeigt beispielhaft den Ablauf einer automatisierten Messung. Im ersten Verfahrens­ schritt wird eine Grobpositionierung des Patienten entspre­ chend der diagnostischen Fragestellung durchgeführt, so daß beispielsweise der Kopf oder das Knie des Patienten so posi­ tioniert wird, daß es im Betrachtungsfenster zu liegen kommt. Anschließend wird, z. B. organspezifisch, die jeweilige dia­ gnostische Fragestellung, ausgewählt. In den meisten Fällen lassen sich diagnostische Fragestellungen auf standardisierte Meßabläufe zurückführen. Zum Beispiel erfolgen bei Kopfunter­ suchungen ca. 90% der Untersuchungen nach dem gleichen Ab­ lauf.

Im Volumen um die vorgegebene Grobposition erfolgt dann eine automatische Messung von Übersichtsbildern. Aufgrund dieser Übersichtsbilder werden nun anatomische Landmarken identifi­ ziert. Bei diesen Landmarken kann es sich z. B. um die Außen­ kontur des Gehirns, um das Gelenkspalt des Knies etc. han­ deln. Techniken zur Identifikation solcher Landmarken sind beispielsweise von Rudolph D. J. et al. in dem Artikel "Auto­ matic computerized radiographic identification of cephalome­ tric landmarks" in American Journal of Orthodental Dentofa­ cial Orthopedy, 113 (2): 173-9, February 1998 und ebenfalls von Rudolph D. J. et al. in dem Artikel "Investigation of Fil­ ter sets for supervised pixel classification of cephalometric landmarks by spatial spectroscopy" in International Journal of Medical Informatics (1997), Band 47, Nr. 3, Seiten 183- 191, beschrieben. Damit wird also das mit der diagnostischen Fragestellung definierte Zielvolumen automatisch erkannt.

Nun werden - ebenfalls automatisch - die Parameter der nach­ folgenden Meßsequenz an das erkannte Zielvolumen angepaßt. Hierbei ist eine Vielzahl von Parametern zu berücksichtigen. In Abhängigkeit von der automatisch bestimmten Position und Ausrichtung des Meßobjekts wird die Position, die Ausdehnung und die Neigung des zu messenden Betrachtungsfensters so be­ stimmt, daß im nachfolgenden Meßablauf der gesamte vorher de­ finierte Bereich, also z. B. das abzubildende Organ, überdeckt wird. Zur Ermittlung der geeigneten Parameter für einen aktu­ ellen Patienten können die aktuell gewonnenen Übersichtsbil­ der mit gespeicherten Übersichtsbildern korreliert werden. Dabei erfolgt eine Transformation der aktuellen Bilder durch Verschiebung, Rotation und Streckung. Wenn die Transformation mit dem besten Korrelationskoeffizienten gefunden ist, werden die entsprechenden Transformationskoeffizienten auf das Be­ trachtungsfenster und die Schichtlage angewandt.

Bei vielen MR-Messungen werden auch Sättigungsschichten ange­ wandt, wobei in diesen Schichten die Quermagnetisierung so gesättigt wird, daß aus diesen Schichten kein Signalbeitrag erhalten wird. Damit kann z. B. das ansonsten störende, weil sehr helle Signal aus Fettschichten ausgeblendet werden. Die­ se Sättigungsschichten können ebenfalls automatisch positio­ niert werden. Je nach Anwendungsfall wird die optimale Posi­ tion so definiert, daß vordefinierte Landmarken abgedeckt werden und/oder andere Landmarken (z. B. das abzubildende Or­ gan) nicht berührt werden und/oder daß die Sättigungsschich­ ten in einer bestimmten Richtung zu anderen Landmarken lie­ gen.

Der Meßablauf kann erforderlich machen, daß automatisch auf alternative Vorgehensweisen zurückgegriffen wird, wenn die ermittelten optimalen Parameter nicht realisierbar sind. Wenn z. B. die notwendige Anzahl von Schichten nicht in der einge­ stellten Repetitionszeit TR gemessen werden kann, kann fest­ gelegt werden, daß die Repetitionszeit TR erhöht wird oder der Schichtabstand oder die Schichtdicke vergrößert wird.

Nachdem das MR-Tomographiegerät aufgrund der vorgewählten diagnostischen Fragestellung selbsttätig die Parameter für die MR-Messung ermittelt hat, kann die Messung selbst eben­ falls automatisch gestartet werden.

Die diagnostische Fragestellung kann die Messung in mehreren Zielvolumina beinhalten. In diesem Fall springt der Meßablauf wieder zur Erkennung eines neuen Zielvolumens zurück. Andern­ falls ist das Ende des Untersuchungsablaufs erreicht und der Bediener wird benachrichtigt. Sollten sich während des Meßab­ laufs Störungen ergeben, wird der Bediener ebenfalls benach­ richtigt. Dadurch muß dieser während der Messung nicht mehr anwesend sein, sondern kann sich anderen Aufgaben widmen. Für einen Großteil der MR-Messungen ist daher im Gegensatz zu herkömmlichen MR-Anlagen keine ständige Anwesenheit eines Be­ dieners während der Messung erforderlich, sondern dieser kann sich anderen Aufgaben widmen. Für eine Vielzahl der Standar­ duntersuchungen ist eine wesentlich geringere Qualifikation des Bedieners erforderlich und die Untersuchungen werden re­ produzierbarer.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betrieb eines MR-Tomographiegeräts, wobei das MR-Tomographiegerät aufgrund einer vom Benutzer vorgege­ benen spezifischen diagnostischen Fragestellung im Untersu­ chungsobjekt anatomische Landmarken ermittelt und aufgrund dieser Landmarken Meßparameter für nachfolgende MR-Messungen festlegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die diagnostische Fragestellung auf ein bestimmtes Organ bezieht, dessen Lage und Ausdehnung im Untersuchungsobjekt von dem MR-Gerät auf­ grund eines Vergleichs einer Übersichtsaufnahme mit gespei­ cherten Mustern ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ermittlung des Organs durch Korrelation von aktuellen Messungen und hinterlegten Mustern unter einer Transformation mit Verschiebung, Rotation und Streckung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die bei der Korrelation gefundenen Transformationskoeffizienten für die Einstellung von geometrischen Bildparametern angewandt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das MR- gerät aufgrund der gefundenen Landmarken und der diagnosti­ schen Fragestellung einen oder mehrere folgender Parameter ermittelt:

• - Schichtposition
• - Schichtorientierung
• - Schichtzahl
• - Schichtdicke
• - Sättigungsschichten
• - Repetitionszeit

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Si­ gnal abgegeben wird, wenn im Meßablauf eine Störung auftritt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Si­ gnal abgegeben wird, wenn der Meßablauf beendet ist.